恐龙最早出现在三叠纪晚期，因此它们的祖先只能生活在二叠纪或三叠纪早期。具有双孔类型头骨的一种动物是称做“槽齿类”的小动物，叫杨氏鳄，它是从南非二叠纪晚期的地层里发现的，样子有点像现代的蜥蜴。它的瘦长的身子，细弱的四肢，是一种肉食性动物。头骨构造轻巧而不特化，有两个颞颥孔，此外还保存着很多原始的特征：如有耳凹，耳凹一般是两栖动物的特征；牙齿不仅长在颚的边缘，而且还长在颚骨上；同时还保存有松果体。很可能中生代以后繁殖起来的各式各样的双孔类爬行动物都是从这类小动物分化出来的。
在我们追溯槽齿类的进化路途时，有意思的是在三叠纪早期的地层中找到了一种动物，它被命名为“尤派克鳄”。它大约有1米长，背上有两行甲板，假如把杨氏鳄的头骨放大、加高，那么，它们两个头骨是很相似的，只是尤派克鳄多了一个眼前孔。
当然尤派克鳄已经有了很大的进步，在它的头上松果体已不存在了，因此有人认为可能是晚二叠纪的杨氏鳄进化到三叠纪的尤派克鳄。
尤派克鳄也是一种槽齿类（它的牙齿在齿槽中，故名），腰带上的三块骨头已经具有三射型，前肢短而后肢长。可能有这样一些小动物，在它们追捕食物的时候，常常将前肢抬起而用后肢奔跑，经过这样长期的适应变化，后肢变得长而有力，成为主要的运动器官，前肢相应地退化成辅助性的运动器官。这样必然引起全身结构的变化，身体升起，支点转移到臀部，重量压在腰带上，腰带变得坚强，彼此愈合得很坚固，因此也就需要一个长长的尾巴来起平衡作用，使后肢直立起来。这样，无疑改变了原来双孔类动物的身体结构。恐龙的早期类型恰好是一个改造了的槽齿类，所以有人推测恐龙可能是由槽齿类进化来的。
一位恐龙学者曾大胆地推测恐龙祖先的模样：一种双足行走的小动物，体长约1.5～2米，用短前肢抓东西或爬行，身材矮小；用后肢支撑身体和运动，足踝有接点，臀部有开孔。1988年，这种类型的动物在南美的阿根廷被找到（黑瑞龙）。